电镀工艺使铜钢结合主要基于电解原理,通过特定的流程和条件实现。以下为你详细介绍:
电镀是利用电解原理,在作为阴极的待镀金属(钢)表面,通过外电场作用,使镀液中的金属离子(铜离子)得到电子还原成金属原子,并沉积在阴极表面形成镀层,从而实现铜与钢的结合。
· 镀前处理:
· 除油:使用有机溶剂、碱性溶液或电化学方法等去除钢材表面的油污,如采用超声波除油与阴 - 阳极联合除油相互结合的方式,确保表面清洁,为后续处理做准备。例如,在钢带连续镀铜工艺中,先进行超声波除油,时间为1 - 3min,然后进行电解除油,电解除油时,首先阴极除油1min,然后阳极除油15s。
· 除锈:采用酸洗等方法去除钢材表面的锈迹和氧化层,使表面露出纯净的金属基体,增强镀层与基体的结合力。如用盐酸等酸液进行酸洗活化钢铁件。
· 活化:通过特定的溶液处理,使钢材表面处于活性状态,提高铜离子在其表面的沉积活性。例如,在某些工艺中,活化液中的侵蚀剂为盐酸,浓度20g/L,溶液温度为35±5°C,阴极电流密度为7 - 10A/dm²,侵蚀时间为20 - 30s。
· 电镀过程:
· 镀液配置:镀液中含有提供铜离子的主盐(如硫酸铜)、能络合主盐中金属离子形成络合物的络合剂(如酒石酸钾钠)、用于稳定溶液酸碱度的缓冲剂、阳极活化剂和特殊添加物等。不同的电镀工艺,镀液成分会有所差异。例如化学镀铜液的配方中,硫酸铜是主盐,酒石酸钾钠是络合剂,甲醛是使二价铜离子还原为金属铜的还原剂,稳定剂则防止镀液剧烈分解。
· 电解沉积:将经过预处理的钢材作为阴极,放入镀液中,同时设置合适的阳极(如含铜的金属),接通电源,在电场作用下,镀液中的铜离子向阴极移动,在阴极表面得到电子,沉积为金属铜,逐渐形成均匀的铜镀层。例如,在钢带连续镀铜中,镀液主要由氰化亚铜、氰化钠和氢氧化钠组成,电镀时阴极电流密度为0.2 - 2A/dm²,温度为55 - 65°C,镀铜层的厚度根据电流或传送速度决定。
· 镀后处理:
· 清洗:镀后将镀件用清水充分清洗,去除表面残留的镀液,防止残留物质对镀层和基体产生腐蚀等不良影响。各过程中的清洗水洗一般采用电导率为0.5μS以下的纯水。
· 钝化:通过特定的钝化液处理,在铜镀层表面形成一层钝化膜,提高镀层的耐腐蚀性和稳定性,进一步增强铜钢结合的可靠性。
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